La formation des planètes est l'une des principales questions en astronomie. Mais c'est au mieux une tâche difficile, compte tenu des distances d'observation. "Il s'agit d'un vaste sujet avec de nombreux défis", a déclaré David Wilner du Harvard-Smithsonian Center for Astronomy lors de son discours à la réunion de l'American Astronomical Society cette semaine. "Mais au cours des dernières décennies, avec des observations des systèmes stellaires à proximité, nous sommes arrivés à un aperçu de base du processus de formation du système solaire."
Il y a quelques obstacles à surmonter pour étudier les disques protoplanétaires. Premièrement, la majeure partie de la masse du disque est froide et sombre, car l'hydrogène moléculaire ne rayonne pas. Ces zones ne sont sondées qu'à travers quelques constituants mineurs: l'émission thermique de la poussière et la lumière diffusée de l'étoile.
Deuxièmement, la quantité de «trucs» que les astronomes regardent est en fait assez petite. Habituellement, la quantité de matière protoplanétaire est d'environ 1 / 100e de la masse de l'étoile et d'environ 1 / 4000e de degré dans le ciel.
Grâce à des observations de nombreux systèmes avec plusieurs télescopes, nous pouvons voir ces systèmes de disques dans une variété de longueurs d'onde afin de voir à la fois l'étoile et les composants du disque. Wilner a déclaré qu'il y a deux propriétés qu'il est particulièrement important de connaître: les masses de disque en général, car la luminosité est directement proportionnelle à la masse, et la seconde est la durée de vie du disque. D'après les connaissances actuelles, le disque de poussière se disperse de 50% en 3 millions d'années et de 90% en 5 millions d'années.
À titre d'exemple, Milner a discuté de la nébuleuse de Rho Ophiuchi, (image ci-dessus), située près des constellations Scorpius et Ophiuchus, à environ 407 années-lumière de la Terre.
«Le nuage Rho Oph est spectaculaire, avec de belles régions sombres qui sont des colonnes de gaz et de poussière éteignant le champ d'étoiles de fond. C'est le matériau qui forme les étoiles et les planètes. »
Wilner a déclaré que les étapes de la formation du système solaire sont les suivantes: d'abord la formation d'un disque proto-étoile primordial, puis le disque protoplanétaire, puis le disque de débris dans un système planétaire.
Mais le principal problème dans notre compréhension réside dans le fait que les astronomes n'ont pas encore réellement vu toutes les étapes de ce processus, et ne peuvent pas prouver directement que ces premiers disques continuent à former les planètes. Il existe plusieurs indices, tels que la formation de lacunes dans la poussière autour des amas de matériaux, similaires aux lacunes dans les anneaux de Saturne autour des lunes.
Au cours des 15 dernières années, les disques protoplanétaires ont été étudiés avec divers interféromètres à l'Observatoire Keck sur Mauna Kea à différentes longueurs d'onde de 0,87 microns à 7 mm. Et au cours des cinq dernières années, le télescope spatial Spitzer a prêté ses capacités infrarouges pour approfondir nos connaissances à notre compréhension actuelle. Mais bientôt, un nouveau télescope dans le haut désert chilien pourrait fournir la résolution nécessaire pour offrir un aperçu non seulement des lacunes dans les disques, mais une nouvelle fenêtre sur la façon dont les matériaux autour des planètes émergentes peuvent former des lunes. Le réseau Atacama Large Millimeter / submillimeter (ALMA), fonctionnera à des longueurs d'onde de 0,3 à 9,6 millimètres.
Wilner est évidemment impatient de mettre à profit les capacités d'observation de ce réseau. Prévu pour être achevé en 2012, ALMA aidera à combler les «lacunes» de nos connaissances sur la formation planétaire.
Source: Présentation de la réunion AAS, avec des éclaircissements de Chris Lintott
